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基于RoF-DAS的车载网络信道分配算法研究
| 论文题名： | 基于RoF-DAS的车载网络信道分配算法研究 |
| 关键词： | 车载自组织网;RoF-DAS技术;分簇结构;信道分配;多信道接入协议 |
| 摘要： | 近些年来，人们对智能交通系统的研究越来越广泛。智能交通系统是一种保障交通安全、提高交通效率、改善环境、节约能源的综合运输系统。而作为智能交通系统中的一项关键技术，车载自组织网络为车辆之间以及车辆与路边基础设施之间提供安全类、娱乐类以及交通管理类应用。然而，车辆的高速移动、复杂的网络环境等因素导致车载网络中车辆的通信性能较差，尤其随着车辆数目的增加，车辆之间的竞争和干扰越来越严重。为了满足车辆的通信性能需求，需要设计更加有效的信道分配机制。 针对上述问题，国内外对车载网络信道分配算法做了大量研究。车载网络中的信道分配算法按照空间覆盖特点可以分为分布式信道分配算法和集中式信道分配算法。在分布式信道分配算法中无线接入点不能根据小区内负载的大小动态调整信道分配，导致信道利用率较低。在集中式信道分配算法中中央节点具有信息采集和集中处理功能，能够统计全局信道使用情况并且动态地调整信道分配。车载网络中车辆移动速度快，车辆密度变化大，分布式信道分配算法不能满足车辆对通信质量的要求，因此，集中式信道分配算法更加适合车载网络。 本文采用一种基于改进的光载射频（Radio-over-Fiber）技术和无线技术相结合的车载网络架构—基于RoF-DAS的车载网络结构，该结构为未来无处不在的、灵活的、高带宽的网络接入提供了可能。在基于RoF-DAS的车载网络中，首先对行驶的车辆进行分簇，簇头选择的度量标准是车辆速度与邻居车辆平均速度之差、车辆位置与邻居车辆平均位置之差以及车辆与路边天线单元的连接度。其次设计一种基于分簇的集中式动态多信道接入协议（CBCDM MAC），该协议将CSMA/CA和TDMA接入方式相结合，把基于RoF-DAS的车载网络协议分为两种：簇间通信协议和簇内通信协议。簇间通信工作在簇间信道上，簇头车辆通过竞争的方式接入信道。簇内通信工作在簇内信道上，安全类业务和非安全类业务分别通过TDMA和CSMA/CA方式接入信道。随后针对基于RoF-DAS的车载网络设计信道分配算法，包含簇间信道分配和簇内时隙分配。针对簇间通信提出一种基于博弈论的簇间信道分配算法，该算法以最小化系统信干比为目标，对簇间信道进行合理分配，减小数据包丢包率，增加吞吐量。针对簇内通信由簇头将选择的簇内信道分成固定时间的时隙，按照簇内车辆预约时隙的情况来分配。最后，基于OPNET仿真平台对本文提出的算法以及传统的分布式信道分配算法进行性能对比与分析，结果表明本文提出的算法在平均帧服务时延、吞吐量、丢包率性能上有很大改善。 |
| 作者： | 白玉静 |
| 专业： | 信息与通信工程 |
| 导师： | 岳鹏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西安电子科技大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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